在多组分表面上的表面预处理和液滴铺展控制的制作方法_3

文档序号:9221754阅读:来源:国知局
[0043]图3A示意性地图示现有技术的这些困难。被施用于PCB 100 (作为基板70)的油墨85在具有低的表面能的玻璃环氧树脂80上构建稳定的液滴85C(例如具有大于90°的接触角,当油墨85被选择以良好地附着于玻璃环氧树脂层80时),但在具有高的表面能的铜90上铺展85B。油墨的铺展以及非均匀的润湿使精确的印刷成为不可能。
[0044]这些挑战被本发明的实施方案以以下的方式解决:首先,本发明的实施方案通过把差异性的疏水化施用于表面而引入点控制机制(dot control mechanism),以减少在PCB的表面上的表面能的差异并且使表面对于喷墨印刷是较均匀的(在其疏水性以及因此润湿特性上)。其次,本发明的实施方案通过选择ω基团以在油墨的固化期间共价地结合于油墨来改进对铜迹线的油墨附着。这些解决方案在下文中被详细地解释。
[0045]差异性的疏水化通过把自组装的单层(SAM)选择性地施用于铜而被进行,以减少其表面能。SAM分子被选择以共价地结合(经由α基团)于铜并且不结合于玻璃环氧树月旨,并且被选择以是疏水性的,即被选择以具有(经由ω基团)较接近于玻璃环氧树脂的表面能的较低的表面能。例如,SAM分子可以具有硫醇α基团和双键结合的ω基团,其中直链的脂肪族骨架连接α和ω基团。SAM可以通过浸没在液体中被施用于PCB,在这期间仅铜共价地结合于SAM的α基团。
[0046]图3Β示意性地图示在根据本发明的某些实施方案的差异性的疏水化之后的PCB100。SAM 120共价地结合于铜90并且减少其表面能。作为结果,PCB的润湿是更均匀的(相对于在图3Α中图示的情形)并且油墨(例如焊接掩模)的稳定的液滴被形成在全部PCB 100上,在玻璃环氧树脂80(85C)和铜90 (85D) 二者上,这使精确的印刷成为可能。
[0047]作为结果,焊接掩模可以被精确地印刷在具有相对地在空间上均匀的表面能的PCB的整个的表面上。
[0048]对铜迹线的油墨附着通过选择ω基团以在油墨的固化(例如通过热固化、紫外固化或任何其他的固化机制)期间共价地结合于油墨而被改进。例如,ω基团可以包括参与油墨的固化反应的双键或环氧化物。例如,作为反应性的ω基团的双键可以参与油墨的自由基聚合。ω基团可以被选择。
[0049]图3C示意性地图示根据本发明的某些实施方案的SAM分子。SAM分子可以具有共价地结合于铜90的α基团和在油墨85的固化期间共价地结合于油墨85的ω基团。
[0050]因此,SAM作为桥接层起作用,所述桥接层经由共价键合增强油墨对铜的附着。SAM可以因此补偿油墨的较低的粘度并且使焊接掩模图案的有效印刷成为可能。
[0051]实施例2
[0052]作为非限制性的实施例,作为支撑体材料的胶例如在晶圆件上的应用在下文中提出。SAM分子可以包含结合晶圆的α基团和疏水性的ω基团。制剂可以被施用至SAM上并且ω基团可以被选择以在制剂的固化时共价地结合制剂。已固化的制剂可以被用作支撑体或被用作覆盖物用于不同的目的。
[0053]图3D是根据本发明的某些实施方案的与SAM结合的支撑体110的高水平示意图。支撑体110可以包含通过SAM 120结合于晶圆件91 (基板70)的已固化的制剂。SAM 120作为桥接层起作用,所述桥接层经由共价键合增强支撑制剂110对晶圆件91的附着。通过提供对支撑制剂的强的连接,支撑体或覆盖物110可以在表面90上被稳定化。例如,SAM施用可以代替或增强把晶圆材料件胶合在晶圆件的顶部上,或用以生产由已固化的制剂制造的覆盖物。为了确保附着,SAM 120被施用至晶圆件91上。SAM分子被选择以具有结合晶圆的α基团和结合制剂的ω基团。例如,α基团可以是三氯硅烷(并且结合作为可能的晶圆材料中的一种的硅)并且ω基团可以包括参与保护性制剂的固化反应的双键或环氧化物。例如,作为反应性的ω基团的双键可以参与制剂的自由基聚合。
[0054]图4是根据本发明的某些实施方案的方法200的高水平示意性流程图。在某些实施方案中,方法200包括把差异性的疏水化施用于PCB表面(阶段210)以减少PCB上的铜的表面能(阶段220)并且由此通过均等化不同的PCB表面部件的表面能控制被印刷的点(阶段215)。方法200可以被应用以印刷任何类型的制剂,例如,油墨或胶。
[0055]在某些实施方案中,方法200包括把自组装的单层(SAM)施用于PCB表面(阶段230),以选择性地把SAM施用于铜(阶段232),由此减少铜的表面能(阶段220)。SAM分子的溶液可以被施用于作为整体的PCB,并且SAM分子可以特定地在它们的α基团处结合于铜迹线并且在洗涤溶液之后停留在PCB表面上。在某些实施方案中,方法200可以包括通过选择SAM分子的α基团以结合于铜而控制选择性(阶段235)。例如,方法200可以包括选择SAM分子的α基团以结合于铜并且不结合于玻璃环氧树脂(阶段237)(或仅结合于铜)、选择SAM分子的α基团以共价地结合于铜(阶段239)和/或选择SAM分子的α基团为硫醇(阶段241)。
[0056]SAM分子可以包含结合铜的α基团和疏水性的ω基团。方法200可以包括选择SAM分子的ω基团为疏水性的(阶段245)、选择SAM分子的ω基团以在固化时共价地结合于油墨(阶段255)和/或选择SAM分子的ω基团为双键或环氧化物(阶段260)。
[0057]例如,ω基团可以被选择以把玻璃环氧树脂和铜之间的表面能隙(在未被处理的状态中为几十达因/cm,例如高于70达因/cm)缩小至用于用被铜结合的SAM处理过的PCB的小于15达因/cm。在某些实施方案中,玻璃环氧树脂和已处理的铜之间的表面能隙可以被减少至低于10达因/cm或低于5达因/cm,并且提供小于90°、小于60°、小于45°的与油墨的接触角,并且在任何情况下,提供油墨对PCB的所有区域的良好的附着。
[0058]方法200可以因此通过SAM分子的ω基团和油墨之间的共价键合而改进油墨附着(阶段250),并且可以还包括把焊接掩模油墨印刷至PCB上(阶段265)以及固化油墨以共价地结合于SAM (阶段270)。
[0059]SAM分子,并且特别是它们的ω基团,可以根据特定的油墨参数例如油墨组分、可用的结合机制和固化机制被选择。例如,ω基团可以被选择以结合指定的焊接掩模油墨。
[0060]在某些实施方案中,SAM可以包括若干种类型的分子的混合物,所述若干种类型的分子被选择以结合于PCB表面上的不同组分和/或结合于油墨中的不同组分。
[0061]本发明的某些实施方案还包括根据上文提到的方法中的任何方法制备的PCB和SAM在上文描述的方法中的用途。本发明的实施方案还包括用于PCB的制造的系统和相应的制备方法。
[0062]本发明的某些实施方案还包括包含SAM 120的PCB 100,其中SAM分子包含选择性地结合于PCB表面的铜的结合铜的α基团和在焊接掩模油墨固化时结合于焊接掩模油墨的疏水性的ω
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